Công nghệ màng cảm biến 'phát sáng' có thể đo oxy trong máu
Khi điều trị cho bệnh nhân (bao gồm COVID19) điều quan trọng là phải theo dõi nồng độ oxy trong máu của họ. Công nghệ cảm biến phát quang được cấy dưới da mới được phát triển để thực hiện việc này, hứa hẹn có thể sử dụng để đo những lượng chất khác trong máu một cách dễ dàng.
Công nghệ này được phát triển bởi Đại học Tufts của Massachusetts, trong phòng thí nghiệm của Giáo sư David Kaplan. Nó hiện có dạng một đĩa màng mỏng nhỏ hơn đồng xu và được phẫu thuật chèn vào bên dưới các lớp da tương tự như một hình xăm. Màng được cấu tạo bởi loại gel thấm được làm chủ yếu từ fibroin - một loại protein có nguồn gốc từ tơ tằm. Fibroin không chỉ có khả năng phân hủy sinh học và tương hợp sinh học mà còn không làm thay đổi các đặc tính hóa học của các chất được thêm vào nó.
Trong trường hợp này, hợp chất được gọi là PdBMAP, phát sáng khi tiếp xúc với ánh sáng cận hồng ngoại - lượng oxy trong môi trường tức thời càng lớn thì thời gian phát sáng càng ngắn. Tùy thuộc vào cách nó được tạo ra, cảm biến sẽ tan biến trong cơ thể một cách vô hại trong khoảng thời gian từ vài tuần đến một năm.
Màng cảm biến thường có màu xanh lục nhưng phát sáng màu tím khi tiếp xúc với ánh sáng hồng ngoại gần trong điều kiện có oxy.
Trong một thử nghiệm, các nhà khoa học đã đưa cảm biến vào da chuột thí nghiệm, sau đó chiếu ánh sáng cận hồng ngoại qua da loài gặm nhấm tại vị trí đó. Cảm biến phản hồi bằng cách phát sáng, với khoảng thời gian phát sáng thể hiện chính xác mức oxy của dịch kẽ xung quanh nó, mức oxy trong chất lỏng đó phản ánh mức oxy trong máu.
Mặc dù oxy trong máu có thể được đo không xâm lấn bằng cách sử dụng máy đo oxy xung, tuy nhiên người ta hy vọng rằng một khi được phát triển hơn nữa, công nghệ cảm biến cũng có thể được sử dụng để đo lượng chất khác trong máu, chẳng hạn như glucose, lactate hoặc chất điện giải. Hiện tại, các phép đo như vậy phải được lấy qua mẫu máu hoặc bằng cách gắn bệnh nhân với thiết bị phức tạp.
Thomas Falcucci, nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm của Kaplan, người đã phát triển thiết bị này cho biết: “Chúng tôi có thể hình dung ra nhiều tình huống mà một cảm biến giống như hình xăm dưới da có thể hữu ích. Đó thường là trong những tình huống mà người mắc bệnh mãn tính cần được theo dõi trong thời gian dài bên ngoài một cơ sở lâm sàng truyền thống. Chúng tôi có thể theo dõi nhiều thành phần máu bằng cách sử dụng một mảng cảm biến dưới da".
